Danes postajajo tečaji robotike zelo priljubljeni. Za šolarje takšne lekcije pomagajo oblikovati in razvijati kritično mišljenje, se naučijo ustvarjalnega pristopa k procesu reševanja problemov različnih stopenj zahtevnosti, pridobijo pa tudi veščine timskega dela.
Nova generacija
Sodobno izobraževanje prehaja v nov krog svojega razvoja. Številni vzgojitelji in starši iščejo priložnost, da otroke zanimajo za naravoslovje, vzbujajo ljubezen do učenja in jim napolnijo željo po ustvarjanju in razmišljanju izven okvirjev. Tradicionalne oblike predstavitve gradiva so že dolgo izgubile pomen. Nova generacija ni taka kot njeni predniki. Želijo se učiti na živahen, zanimiv, interaktiven način. Ta generacija se zlahka orientira v sodobnih tehnologijah. Otroci se želijo razvijati na način, da ne le sledijo hitro razvijajočim se tehnologijam, ampak tudi neposredno sodelujejo v tem procesu.
Veliko jih zanima: »Kaj je robotika? Kje se lahko tega naučiš?.
Izobraževanje in roboti
Ta akademska disciplina vključuje takepredmeti, kot so oblikovanje, programiranje, algoritmika, matematika, fizika in druge discipline, povezane z inženirstvom. Svetovna robotska olimpijada (World Robotics Olympiad - WRO) poteka vsako leto. Na izobraževalnem področju je to veliko tekmovanje za boljše razumevanje robotike za tiste, ki se prvič srečajo s podobnim predmetom. Daje priložnost, da se preizkusijo pri udeležencih iz več kot 50 držav. Na tekmovanje pride okoli 20 tisoč ekip, ki vključujejo otroke od 7 do 18 let.
Glavni cilj WRO: razvoj in popularizacija znanstvene in tehnološke ustvarjalnosti (znanstvene in tehnične ustvarjalnosti) ter robotike med mladimi in otroki. Takšne olimpijade so sodobno izobraževalno orodje 21. stoletja.
Nove funkcije
Da bi otroci bolje razumeli, kaj je robotika, se na tekmovanju uporabljajo teoretična in praktična znanja, pridobljena v razredu v okviru krožnega dela in šolskega učnega načrta za naravoslovje in točne vede. Strast do discipline robotike se postopoma razvije v željo po poglobljenem spoznavanju ved, kot so matematika, fizika, računalništvo in tehnologija.
WRO je edinstvena priložnost za svoje udeležence in opazovalce, da ne le izvedejo več o tem, kaj je robotika, ampak tudi razvijejo veščine ustvarjalnosti in kritičnega mišljenja, ki so tako potrebne v 21. stoletju.
Trening
Zanimanje za izobraževalno disciplino robotike raste vsak dan. Materialna baza se nenehno izboljšuje in razvija, številne ideje, ki so do nedavnega ostale sanje, so danes realnost. Študij predmeta "Osnove robotike" je postal možen za veliko število otrok. Pri pouku se otroci naučijo reševati probleme z omejenimi sredstvi, obdelovati in asimilirati informacije ter jih uporabljati na pravi način.
Otroci se zlahka učijo. Sodobna mlajša generacija, vzgojena na različnih pripomočkih, praviloma nima težav pri obvladovanju discipline "Osnove robotike", odvisno od želje in hrepenenja po novem znanju.
Moramo povedati, da je tudi odrasle težje prekvalificirati kot učiti čiste, a žejne otroške misli. Pozitiven trend je ogromna pozornost ruske vlade popularizaciji robotike med mladimi. In to je razumljivo, saj je naloga posodobitve inženirskega izobraževanja in privabljanja mladih strokovnjakov stvar konkurenčnosti države na mednarodnem prizorišču.
Pomen teme
Danes je aktualna tema Ministrstva za šolstvo uvedba izobraževalne robotike v krog šolskih disciplin. Velja za pomembno področje razvoja. Na pouku tehnologije naj bi otroci dobili predstavo o sodobni sferi razvoja tehnologije in oblikovanja, ki jim daje možnost, da se sami izmišljajo in gradijo. Ni nujno, da vsi študenti postanejo inženirji, ampak vsak bi moral imeti možnost.
Na splošno so lekcije robotike izjemnoso otrokom zanimivi. Pomembno je, da to razumejo vsi – tako učitelji kot starši. Takšni razredi ponujajo priložnost, da druge discipline vidimo v drugačni luči, da razumemo pomen njihovega študija. Toda pomen, razumevanje, zakaj je to potrebno, je tisto, kar poganja misli fantov. Njegova odsotnost izniči vsa prizadevanja učiteljev in staršev.
Pomemben dejavnik je, da poučevanje robotike ni stresno in za otroke popolnoma vpijajoče. To ni samo razvoj študentove osebnosti, ampak tudi priložnost, da se odmakne od ulice, neugodnega okolja, praznega preživljanja prostega časa in posledic, ki jih prinaša.
Izvor
Samo ime robotika izhaja iz ustrezne angleške robotike. To je uporabna znanost, ki se ukvarja z razvojem tehničnih avtomatiziranih sistemov. V proizvodnji je eden od glavnih tehničnih temeljev intenzifikacije.
Vsi zakoni robotike, tako kot znanost sama, so tesno povezani z elektroniko, mehaniko, telemehaniko, mehatroniko, računalništvom, radijsko tehniko, elektrotehniko. Sama robotika je razdeljena na industrijsko, gradbeno, medicinsko, vesoljsko, vojaško, podvodno, letalsko in gospodinjsko.
Koncept "robotike" je v svojih zgodbah prvi uporabil pisatelj znanstvene fantastike Isaac Asimov. Bilo je leta 1941 (zgodba "Lažnivec").
Samo besedo "robot" sta leta 1920 skovala češka pisatelja Karel Capek in njegov brat Josef. Vključen je bil v znanstvenofantastično predstavo Rossumovi univerzalni roboti, ki je bila uprizorjena leta 1921 in je doživela velik uspeh pri občinstvu. Danes lahko vidite, kakolinija, navedena v predstavi, je bila široko razvita v luči znanstvenofantastične kinematografije. Bistvo zapleta: lastnik tovarne razvija in prilagaja proizvodnjo velikega števila androidov, ki lahko delajo brez počitka. Toda ti roboti se na koncu upirajo svojim ustvarjalcem.
Zgodovinski primeri
Zanimivo je, da so se začetki robotike pojavili že v starih časih. O tem pričajo ostanki premikajočih se kipov, ki so bili izdelani v 1. stoletju pr. Homer je v Iliadi pisal o služkinjah iz zlata, ki so sposobni govoriti in razmišljati. Danes se um, s katerim so obdarjeni roboti, imenuje umetna inteligenca. Poleg tega je starogrški strojni inženir Archytas iz Tarentuma zaslužen za načrtovanje in izdelavo mehanskega letečega goloba. Ta dogodek sega okoli 400 let pred našim štetjem
Takih primerov je veliko. Dobro so razkriti v knjigi Makarova I. M. in Topcheeva Yu. I. "Robotika: zgodovina in perspektive". Na poljuden način pripoveduje o nastanku sodobnih robotov ter oriše tudi robotiko prihodnosti in ustrezen razvoj človeške civilizacije.
Vrste robotov
Na sedanji stopnji so najpomembnejši razredi robotov za splošne namene mobilni in manipulativni.
Mobile je avtomatski stroj s premičnim podvozjem in nadzorovanimi pogoni. Ti roboti lahko hodijo, vozijo, gosenica, plazijo, lebdijo, letijo.
Manipulacija je avtomatska stacionarna ali mobilnastroj, sestavljen iz manipulatorja z več stopnjami svobode in programske kontrole, ki opravlja motorne in krmilne funkcije v proizvodnji. Takšni roboti so na voljo v talni, portalni ali viseči obliki. Najpogosteje se uporabljajo v industriji instrumentov in strojegradnje.
Metode gibanja
Roboti na kolesih in gosenicah se pogosto uporabljajo. Gibanje hodečega robota je težka naloga dinamike. Takšni roboti človeku še ne morejo imeti stabilnega gibanja.
Glede letečih robotov lahko rečemo, da so večina sodobnih letal prav oni, a jih upravljajo piloti. Hkrati lahko avtopilot nadzoruje let na vseh stopnjah. Leteči roboti vključujejo drone (UAV) in njihov podrazred - križarske rakete. Takšne naprave so lahke in opravljajo nevarne naloge, vse do streljanja na ukaz operaterja. Poleg tega obstajajo oblikovana vozila, ki lahko samostojno streljajo.
Obstajajo leteči roboti, ki uporabljajo metode gibanja, ki jih uporabljajo pingvini, meduze in žarki. Ta način gibanja je mogoče videti pri robotih Air Penguin, Air Ray, Air Jelly. Proizvaja jih Festo. Toda roboti RoboBee uporabljajo metode letenja žuželk.
Med plazečimi roboti so številni dogodki, podobni gibanju, kot črvi, kače in polži. V tem primeru robot uporablja sile trenja na hrapavi površini ali ukrivljenosti površine. Podobno gibanjeuporabno za ozke prostore. Takšni roboti so potrebni za iskanje ljudi pod ruševinami uničenih zgradb. Kačam podobni roboti se lahko premikajo po vodi (kot je ACM-R5, izdelan na Japonskem).
Roboti, ki se premikajo po navpični površini, uporabljajo naslednje pristope:
- kot človek, ki pleza po steni z robovi (stanfordski robot kapucin);
- kot gekoni, opremljeni z vakuumskimi priseski (Wallbot" in Stickybot).
Med plavajočimi roboti je veliko razvoja, ki se premikajo po principu imitacije rib. Učinkovitost takšnega gibanja je 80 % večja od učinkovitosti gibanja s propelerjem. Takšni modeli imajo nizko raven hrupa in visoko manevriranje. Zato so zelo zanimivi za raziskovalce podvodnega prostora. Ti roboti vključujejo robotske ribe in tune Univerze v Essexu, ki jih je razvil Field Robotics Institute. Oblikovani so po gibanju, značilnem za tuno. Med roboti, ki posnemajo gibanje raža, je znan razvoj Festa: Aqua Ray. In robot, ki se premika kot meduza, je Aqua Jelly istega razvijalca.
krožno delo
Večina robotskih klubov je usmerjenih v osnovne in srednje šole. Toda otroci predšolske starosti niso prikrajšani za pozornost. Glavno vlogo pri tem igra razvoj ustvarjalnosti. Predšolski otroci se morajo naučiti svobodno razmišljati in svoje zamisli prenesti v ustvarjalnost. Zato so tečaji robotike v krožkih za otroke, mlajše od 6 let, namenjeni aktivni uporabi kock in preprostihkonstruktorji.
Šolski kurikulum je vsekakor vse bolj zapleten. Ponuja priložnost, da se seznanite z različnimi razredi robotov, se preizkusite v praksi, se poglobite v znanost. Nove discipline razkrivajo potencial otroka za pridobivanje strokovnih veščin in znanj na izbranem področju inženiringa.
robotika
Sodobni razvoj robotike je na takšni stopnji, da se zdi, da se bo kmalu zgodil močan preboj v robotiki. Enako je z videoklici in mobilnimi pripomočki. Vse to se je do nedavnega zdelo nedostopno množični porabi. In danes je to nekaj običajnega, ki ni več presenetil. Toda vsaka razstava robotike nam pokaže fantastične projekte, ki ujamejo človekovega duha že od same misli na njihovo uvajanje v družbo.
V izobraževalnem sistemu so kompleksne instalacije robotov, ki omogočajo izvajanje programa s projektnimi aktivnostmi, med katerimi so priljubljene:
- Komplet za nadzor mehatronike.
- LEGO Mindstorms.
- Festo Didactic.
- Fischertechnik.
Upravljanje
Po vrsti upravljanja sistema so:
- biotehnični (ukaz, kopiranje, polavtomatsko);
- samodejno (programska oprema, prilagodljivo, inteligentno);
- interaktivno (avtomatizirano, nadzorno, interaktivno).
Glavne naloge nadzora robota vključujejo:
- načrtovanje premikov in položajev;
- načrtovanje sil in trenutkov;
- identifikacija dinamičnih in kinematičnih podatkov;
- dinamična analiza natančnosti.
Razvoj kontrolnih metod je na področju robotike velikega pomena. To je pomembno za tehnično kibernetiko in teorijo avtomatskega krmiljenja.
